默里·盖尔曼的研究成果

1961中,盖尔曼在奇数守恒定律的基础上提出了SU(3)对称性。强相互作用粒子被进一步分类。1962年,盖尔曼和以色列物理学家尼曼(Y. Neemann)独立提出了“八正”的分类方法,模仿佛教的“八正”(即“正见、正思、正言、正业、正命、正勤、正念、正定”)。他们假设质量最小的八个重子;两个核子,三个σ超子,两个E超子和一个∧超子组成了一个“超乘子”。这八个重子的自旋为1/2,宇称为正,质量相近。只是电荷不同,同位旋不同,奇数不同。因此可以画出过载y和同位旋分量I3的坐标图,二重态、三重态和单重态可以排列成整齐的六边形阵列。

盖尔曼打算用八正法合成所有的新粒子和新量子数。按照这种方法,当时已知的9个重子共振态也可以排列成一个对称图形。考虑到这个图形的对称性,好像少了一个粒子,从图形的对称性可以推导出这个粒子的特征。1962年,盖尔曼提出,失踪粒子的电荷应为-1,奇数为-3,质量为-1680兆电子伏,自旋为3/2,这个词称为正。ω粒子是在1964发现的,也就是缺失的粒子。(图2),从而对盖尔曼的八个正方法给予了有力的支持。1964年,盖尔曼进一步提出了强子的夸克模型。SU(3)对称的八重态似乎暗示它是由一个更基本的三重态组成的。他认为像质子这样的粒子是由更基本的夸克组成的。夸克不同于所有已知的亚原子粒子,因为它们具有分数电荷,如+2/3或a 1/3。夸克都是成对的,或者三三个一组,永远不可能单独观察到。它们之间的结合依赖于胶子的交换。这就是著名的夸克模型。胶子相当于与夸克相互作用的量子。它们的作用和电磁相互作用中的光量子是一样的。盖尔曼提出夸克有三种:两个同位旋是1/2,另一个同位旋是0。同位旋为1/2的两种中,同位旋向上的称为上夸克;向下的同位旋叫做下夸克;同位旋零被称为奇异夸克。奇怪的夸克有奇怪的数字。夸克理论后来在实验事实的补充下得到发展。1974年,丁肇中和布里切特发现了J/ψ粒子。原有的夸克理论已经无法解释新的实验事实,于是有人引入了第四种夸克——粲夸克。粲夸克有了新的量子数——粲数。1977年发现了重轻子,1978年发现了伽马粒子,使人们相信有第五夸克和第六夸克。第五种夸克叫做底夸克。第六个夸克叫做顶夸克。每个夸克都有三种颜色:红、绿、蓝。

盖尔曼一直是粒子物理学的先驱。1969年获得诺贝尔物理学奖。他在诺贝尔颁奖典礼上发表演讲说,“对我来说,研究那些规律与我对自然的热爱密不可分,这种热爱表现出了巨大的多样性。对粒子和宇宙的研究所揭示的自然科学基本规律之美,在我看来,似乎与野鸭跳入纯粹的瑞典湖泊的柔软有关……”正是这种对自然的热爱,让他发现了微观世界的秩序。研究世界的复杂性。获得诺贝尔奖后大约15年。他转身发起成立了圣达菲研究所,成为世界上研究复杂性理论的中心之一。盖尔曼因其对简单世界的洞察力而闻名。八正完美的规律性产生了所有不同质量的粒子,进而形成原子核、原子和分子。正是这些完美的物质元素——夸克和轻子,构成了一个高度复杂而独立的世界。美籍华人作家亚瑟泽送给他一本新出版的诗集。有两句诗打动了默里:“在夸克的世界里,一切都与一只夜间游荡的豹子有关。”这首诗似乎完美地表达了简单如何导致复杂以及精确的物理定律如何产生有意识的生物的奥秘。盖尔曼将自己的新书命名为《夸克与美洲虎》,书中揭示了复杂性,在1994出版后大受欢迎。